玉林市建筑设计院广西玉林537000
摘要：建筑结构设计需要兼顾建筑性能以及经济性，建筑结构设计是否精细，对成本影响很大，必须进行设计优化，从而建造合格建筑产品，节约成本获取最大经济效益。
关键词：建筑；结构设计；经济性；优化
房地产市场依然在持续去库存，当前热点城市房价过热，房子卖不动，三四线城市缺乏销售动力依然卖不动，对于房地产企业来说，关键还是要考虑降低成本，增加利润。建筑前期设计阶段对整个项目成本的影响巨大，其中结构设计更是占到整体成本的一半左右，控制建筑结构设计的成本十分关键。
一、关于建筑结构设计的经济性
（一）结构分部与层数
房屋建筑只有一个楼盖，也就是说从楼盖的角度来看，当建筑层数越多，楼盖的成本就会下降。从结构基础部分出发，当建筑层数越多，基础所受上部荷载越大，相应的成本也会增加。反过来说，当楼层数量固定以后，基础承载力也就固定，基础选型越好，越能节约成本。
（二）用地面积与层数
如果简单比较用地面积和层数之间的相互关系，不考虑楼层之间的光照，当建筑楼层数量越多，单位面积内，所占地面面积越小，因为此时建筑是往纵向发展。但现实并非这样，因为光照条件是建筑设计需要考虑的主要因素之一，相应的随着楼层数量增加，就需要通过调整建筑之间的间距来保证光照质量，实质上是增加了用地面积，显然这样一来成本就会增加。
（三）建筑设备与层数
建筑中的给排水管道及电气设备与层数之间同样是成正比关系，因为随着楼层数量增多，必然会增加上述材料设备，成本就会增加。
（四）结构外观与经济性
建筑结构设计首要考虑的是建筑的安全性能，如果不能满足，再好的外观与实用性，也无法推动销量。也就说只能先保证建筑的安全性，再去考虑外观和实用性。并且通过外观以及建筑楼层空间的调整可以降低成本，如将方形的外观，调整为圆形，可以在很大程度上减小建筑墙体面积，可使占地面积略微减小，并且可降低后续墙体装饰的成本。
综上，通过对建筑结构设计与经济性关系的分析，可知建筑越高其整体造价越高，例如上海中心大厦，拥有128层，高度623m，造价达到148亿。又如上海环球金融中心，104层，高度492m，造价73亿。
二、建筑结构设计中兼顾经济性的措施
结合上文内容来看，建筑结构设计要满足建筑整体性能且兼顾经济性，必须进行结构设计优化。所谓结构设计优化就是在满足一定条件的前提下，调整建筑结构的某项指标使其达到最佳的一种设计方法，它能够使建筑结构更加合理或是提高建筑结构性能。同时能够节约成本，控制工期，并且也有利于新技术的推广和运用。
（一）结构设计优化技术
1、结构优化重点
结构设计优化主要包括以下几个内容，包括但不限于基础结构、屋盖系统、维护结构、结构细部等。在结构设计优化时应着眼全局，比较不同设计方案所带来的效果、品质、成本、效益等方面的差异，以及物业维护成本、客户使用成本，从中选择最佳的设计方案。一般需要考虑如下几个重点。
首先，项目初期，考虑规划区域土地性质是否存在调整的可能，如写字楼调整为公寓；如商业比例、容积率等。做好项目周边情况调研工作，做好用地分析以及成本估算，多个概念设计方案进行必选。同时分析客户真实需求，找到客户痛点，精准定位进行成本控制，寻找建筑配套面积与客户需求的平衡点，提高可售面积，精准把握建筑密度、容积率，提高土地价值。考虑住宅平面、户型以及户型面积，建筑整体布局，宽高比。
其次，结合地质勘察报告，考虑地基承载力，分析地下水位，不良地质、周边管线等，结合分析结果考虑岩土工程的设计控制，应当以70%的经验为准，结合30%的计算，考虑基坑与边坡，确保风险最低。
第三，结构设计时通过结构比选确定结构与空间的关系，优化布置建筑荷载，通过计算的方式进行确定，同时优化构造配筋。
第四，优化场地总平面设计、道路设计、竖向设计、管线设计。
第五，结构设计优化主控参数，包括抗震设防烈度、结构体形（长、宽、高、层数）、混凝土材料（强度等级和用量）、钢筋用量。以钢筋用量来说，一栋30层的塔式住宅，如果抗震设防烈度为6度，约需要40kg/㎡的钢筋，7度则需要50kg/㎡。如果是板式住宅，6度设防需要55kg/㎡，7度则需要65kg/㎡。
2、结构优化思路
当接到设计任务时首先考虑结构定义以及选型，并对建筑荷载进行研究，确定荷载取值，通过计算得出结构的整体稳定性。由此分解建筑，进行细部构件设计，落实构件尺寸、构件配筋，然后进行结构经济性评估得出结构经济性数据。从结构整体出发，通过有效的材料分布，实现结构优化。
其中关键在于荷载，建筑上部结构的设计将影响地下室及基础设计。此时就需要结合国家规范强制性条文，研究荷载取值，包括竖向荷载、风荷载以及地震作用。以竖向荷载为例，当建筑楼层越多，建筑墙柱自重就会随之增加，才能保证建筑抗侧刚度，但此时建筑自重增加，基础承载力增加，成本就会增加，可以通过优化楼面恒载降低自重，减轻竖向荷载，还能减少地震作用。一般可以使用混合结构体系、轻质隔墙、轻质填充材料等来进行优化。
（一）结构优化设计案例分享
某项目有六栋高层建筑，通过减少人工挖孔桩基础360根，减少基础筏板厚度，节约570m³的混凝土用量。地下室结构优化节约2000m³的混凝土，70吨钢筋。楼板改进后节约1000m³的混凝土，优化过后约节约成本600万元。
比如某90.03m高层建筑，主体楼层有24层，地下有2层，抗震设防7度，结构选型为框架核心筒，基础采用平板筏基，通过楼层楼盖体系、核心筒尺寸和墙后、基础筏板构造的优化，结构自重降低40000kN，节约2000m³混凝土和70吨钢筋。
结束语：
建筑结构设计不仅要保证建筑性能，同时要兼顾经济性，必须运用设计优化方法，只有这样才能建造出消费者满意的建筑产品，开发商也才能获得经济效益。本文对此进行了探索，可能有所不足，但具备参考价值，希望与业内同仁探讨。
参考文献：
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